Un espécimen de roca, tal como un cilindro cuya
longitud es de dos a tres veces su diámetro, se deformará cuando esté sujeto a compresión axial. Entre más alto sea el nivel de esfuerzos, mayor deformación experimentará la roca. Las deformaciones
axiales y laterales para cualquier campo de esfuerzos aplicado, se pueden medir con manómetros de
deformación fijados a la muestra de roca. La gráfica
del esfuerzo aplicado contra la deformación producirá una curva similar a la de la figura 19.
Esta curva tiene distintas regiones. En la región no
lineal (OA) la roca tiende a comprimirse debido a las
microfracturas preexistentes que se cierran y a los
minerales que se comprimen ligeramente. Si la roca
se removiera, la mayoría de las microfracturas permanecerían cerradas y resultaría en una deformación neta. La porosidad de las fracturas está relacionada con esta deformación.
Continuando con la aplicación de carga (A a B), la
mayoría de las fracturas cerradas producen la compresión neta de la roca y donde los poros se deforman y los granos se comprimen a un ritmo lineal.
Esta forma lineal se representa por un coeficiente
de proporcionalidad, E, el cual se llama módulo de
Young y se define como:
La mayoría de las rocas presentan esta respuesta en
un amplio rango de carga y, por lo tanto, el módulo
de Young es una medición de la rigidez de la roca o
el parámetro que expresa la resistencia a la deformación que una tiene para una determinada condición de carga.
Continuando más allá del punto B con la aplicación
de la carga, se origina un daño que no es reversible
debido a que ocurren grandes deformaciones y el
módulo total es más alto. De esta manera la descripción del comportamiento de la roca se vuelve más
difícil usando un modelo elástico constante. Sin embargo, el uso de una secante así como un módulo
tangente pueden hacerlo más sencillo. La diferencia
en esos dos módulos puede ser significativa y debe
tenerse cuidado al utilizar los datos reportados.
Una forma más clara de visualizar la relación esfuerzo/deformación se tiene al analizar la figura
20 (a, b y c).
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